Bu məqalədə eukaryotik hüceyrələrin xromosomlar kimi strukturları müzakirə olunacaq, onların strukturu və funksiyası biologiyanın sitologiya adlı bir qolu tərəfindən öyrənilir.
Kəşf tarixçəsi
Hüceyrə nüvəsinin əsas komponentləri olan xromosomlar 19-cu əsrdə bir neçə alim tərəfindən eyni vaxtda kəşf edilmişdir. Rus bioloqu İ. D. Çistyakov onları mitoz (hüceyrə bölünməsi) prosesində tədqiq etmiş, alman anatomu Valdeyer histoloji preparatların hazırlanması zamanı aşkar etmiş və onları xromosomlar, yəni bu strukturların xromosomlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda sürətli reaksiya verməsi üçün boyalı cisimlər adlandırmışdır. üzvi boya fuchsin.
Fleminq formalaşmış nüvəli hüceyrələrdə xromosomların funksiyası haqqında elmi faktları ümumiləşdirdi.
Xromosomların xarici quruluşu
Bu mikroskopik formasiyalar hüceyrənin ən mühüm orqanoidləri olan nüvələrdə yerləşir və verilmiş orqanizmin irsi məlumatlarının saxlanması və ötürülməsi üçün yer kimi xidmət edir. Xromosomlarxüsusi bir maddə - xromatin ehtiva edir. Bu, nazik filamentlərin - fibrillərin və qranulların konqlomeratıdır. Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən bu, xətti DNT molekullarının (təxminən 40%) spesifik histon zülalları ilə birləşməsidir.
Zülal qlobulları üzərində bükülmüş 8 peptid molekulu və DNT zəncirindən ibarət komplekslərə nukleosomlar deyilir. Dezoksiribonuklein turşusu bölgəsi gövdə hissəsi ətrafında 1,75 döngə təşkil edir və uzunluğu təxminən 10 nanometr, eni 5-6 olan ellipsoiddir. Nüvədə bu strukturların (xromosomların) olması eukaryotik orqanizmlərin hüceyrələrinin sistematik xüsusiyyətidir. Məhz nukleosomlar şəklində xromosomlar bütün genetik əlamətlərin qorunması və ötürülməsi funksiyasını yerinə yetirir.
Xromosomun strukturunun hüceyrə dövrünün fazasından asılılığı
Hüceyrə böyüməsi və intensiv maddələr mübadiləsi ilə xarakterizə olunan, lakin bölünmənin olmaması ilə xarakterizə olunan interfaza vəziyyətindədirsə, nüvədəki xromosomlar nazik despiral saplara - xromonemlərə bənzəyir. Adətən onlar bir-birinə bağlıdır və onları vizual olaraq ayrı strukturlara ayırmaq mümkün deyil. Somatik hüceyrələrdə mitoz, cinsi hüceyrələrdə isə meyoz adlanan hüceyrə bölünməsi anında xromosomlar spiral şəklində bükülməyə və qalınlaşmağa başlayır və mikroskop altında aydın görünür.
Xromosom təşkili səviyyələri
İrsiyyət vahidləri xromosomlardır, genetika elmi ətraflı şəkildə öyrənir. Alimlər müəyyən ediblər ki, nukleosom filamenti,tərkibində DNT və histon zülalları birinci dərəcəli spiral əmələ gətirir. Xromatinin sıx qablaşdırılması daha yüksək səviyyəli bir quruluşun - solenoidin meydana gəlməsi səbəbindən baş verir. O, öz-özünə təşkil olunur və daha mürəkkəb superboil halına gəlir. Yuxarıda göstərilən xromosom təşkilinin bütün səviyyələri hüceyrənin bölünməyə hazırlanması zamanı baş verir.
Məhz mitotik sikldə tərkibində DNT olan genlərdən ibarət irsiyyətin struktur vahidləri fazalararası dövrün filamentli xromonemləri ilə müqayisədə təxminən 19 min dəfə qısaldılır və qalınlaşır. Belə yığcam formada funksiyaları orqanizmin irsi xüsusiyyətlərini ötürmək olan nüvənin xromosomları somatik və ya cinsi hüceyrələrin bölünməsinə hazır olur.
Xromosom morfologiyası
Xromosomların funksiyalarını onların mitotik dövrədə ən yaxşı şəkildə müşahidə olunan morfoloji xüsusiyyətlərini öyrənməklə izah etmək olar. Sübut edilmişdir ki, hətta interfazanın sintetik mərhələsində hüceyrədəki DNT-nin kütləsi ikiqat artır, çünki bölünmə nəticəsində əmələ gələn qız hüceyrələrinin hər biri ilkin ana ilə eyni miqdarda irsi məlumatlara malik olmalıdır. Bu, DNT polimeraza fermentinin iştirakı ilə baş verən reduplikasiya prosesi - DNT-nin özünü ikiqat artması nəticəsində əldə edilir.
Bitki və ya heyvan hüceyrələrində mikroskop altında mitozun metafazası zamanı hazırlanan sitoloji preparatlarda hər bir xromosomun iki hissədən ibarət olduğu açıq şəkildə görünür.xromatidlər. Mitozun sonrakı fazalarında - anafaza və xüsusilə telofaza - onlar tamamilə ayrılır, nəticədə hər bir xromatid ayrıca bir xromosoma çevrilir. Onun tərkibində davamlı sıxılmış DNT molekulu, həmçinin lipidlər, turşu zülallar və RNT var. Mineral maddələrdən maqnezium və kalsium ionlarını ehtiva edir.
Xromosomun köməkçi struktur elementləri
Hüceyrədəki xromosomların funksiyalarının tam yerinə yetirilməsi üçün bu irsiyyət vahidlərinin xüsusi qurğusu - heç vaxt spirallaşmayan ilkin daralma (sentromer) var. Xromosomu çiyinlər adlanan iki hissəyə bölən odur. Sentromerin yerindən asılı olaraq, genetiklər xromosomları bərabər silahlı (metasentrik), qeyri-bərabər silahlı (submetasentrik) və akrosentrik olaraq təsnif edirlər. İlkin daralmalarda xüsusi formasiyalar əmələ gəlir - sentromerin hər iki tərəfində yerləşən disk formalı zülal globulları olan kinetoxorlar. Kinetokorların özləri iki hissədən ibarətdir: xarici hissələr mikrofilamentlərlə (filament mili sapları) təmasda olur və onlara yapışır.
Filamentlərin (mikrofilamentlərin) azalması səbəbindən xromosomu təşkil edən xromatidlərin qız hüceyrələr arasında ciddi nizamlı paylanması həyata keçirilir. Bəzi xromosomlarda mitozda iştirak etməyən bir və ya bir neçə ikincili daralma var, çünki parçalanma mili ipləri onlara yapışa bilmir, lakin cavab verən orqanoidlər - nüvələrin sintezinə nəzarəti təmin edən bu bölmələrdir (ikinci dərəcəli sıxılmalar).ribosomların əmələ gəlməsi üçün.
Karyotip nədir
Tanınmış genetik alimləri Morgan, N. Koltsov, Setton 20-ci əsrin əvvəllərində xromosomları, onların quruluşunu və somatik və cinsi hüceyrələrdə - gametlərdə funksiyalarını ciddi şəkildə tədqiq etdilər. Onlar müəyyən ediblər ki, bütün bioloji növlərin hər bir hüceyrəsi müəyyən forma və ölçüyə malik olan müəyyən sayda xromosomlarla xarakterizə olunur. Somatik hüceyrənin nüvəsindəki bütün xromosom dəstini karyotip adlandırmaq təklif edilmişdir.
Məşhur ədəbiyyatda karyotip çox vaxt xromosom dəsti ilə eyniləşdirilir. Əslində bunlar eyni anlayışlar deyil. Məsələn, insanlarda karyotip somatik hüceyrələrin nüvələrində 46 xromosomdur və ümumi düstur 2n ilə işarələnir. Lakin, məsələn, hepatositlər (qaraciyər hüceyrələri) kimi hüceyrələr bir neçə nüvəyə malikdir, onların xromosom dəsti 2n2=4n və ya 2n4=8n kimi təyin olunur. Yəni, hepatositlərin karyotipi 2n, yəni 46 xromosom olsa da, belə hüceyrələrdə xromosomların sayı 46-dan çox olacaq.
Germ hüceyrələrində xromosomların sayı həmişə somatikdən (bədənin hüceyrələrində) iki dəfə az olur, belə dəst haploid adlanır və n kimi işarələnir. Bədəndəki bütün digər hüceyrələrdə diploid adlanan 2n dəsti var.
Morganın irsiyyətin xromosom nəzəriyyəsi
Amerikalı genetik Morqan meyvə milçəklərinin-Drosophila-nın hibridləşməsi üzərində təcrübələr apararaq, genlərin əlaqəli irsiyyət qanununu kəşf etdi. Onun tədqiqatları sayəsində mikrob hüceyrələrinin xromosomlarının funksiyaları öyrənilib. Morgan genlərin qonşu yerlərdə olduğunu sübut etdieyni xromosomun lokusları əsasən birlikdə miras alınır, yəni bağlıdır. Əgər genlər xromosomda bir-birindən çox uzaqdırsa, o zaman bacı xromosomlar arasında keçid mümkündür - bölmələrin mübadiləsi.
Morganın tədqiqatları sayəsində xromosomların funksiyalarını öyrənən və insanlarda irsi xəstəliklərə səbəb olan xromosomların və ya genlərin mümkün patologiyaları ilə bağlı sualları həll etmək üçün genetik məsləhətləşmələrdə geniş istifadə olunan genetik xəritələr yaradıldı. Alimin gəldiyi nəticələrin əhəmiyyətini qiymətləndirmək olmaz.
Bu yazıda hüceyrədə yerinə yetirdikləri xromosomların quruluşunu və funksiyalarını araşdırdıq.
